CN101864668B - 一种提高木棉纤维上染率的改性剂及制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高木棉纤维上染率的改性剂及其制备方法和应用，改性剂以胺类化合物及卤代烷基化合物为原料，反应得到改性剂，再将其配置成改性溶液并调节其pH值，控制浴比、浸渍温度及浸渍时间，对木棉纤维进行浸渍处理，然后利用常规方法对改性后的木棉纤维进行活性染料染色。与现有技术相比，本发明能够有效提高活性染料对木棉纤维的上染率，使用本发明制备得到的改性剂对木棉纤维进行改性后，染料的上染率可高达85～97％，从而便于木棉纤维在服饰用领域的产品开发。

Description

一种提高木棉纤维上染率的改性剂及制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种染色改性剂及其制备方法及应用，尤其是涉及一种提高活性染料对木棉纤维上染率的改性剂及其制备方法和应用。
背景技术
木棉属天然纤维素纤维，木棉纤维外观主要有白、黄、黄棕色三种颜色，纤维长约8-32mm，直径约20-45μm；纵向外观呈圆柱形，表面光滑；中段较粗，具有独特的薄壁大中空结构。木棉纤维具有一些特殊的理化性能，主要有：1.保健；2.保暖：木棉纤维有着高达80％～90％的中空度，是最理想的保暖材料；3.超轻：木棉纤维的线密度为0.4～0.7dtex，仅为棉纤维的1/2，是目前生态纤维中最细、最轻的纤维，而且木棉纤维表面光滑；4.吸湿性极佳：木棉纤维具有极佳的吸湿性能，但其吸水性差，水洗后干燥速度极快。
目前国内外对木棉纤维的研究主要集中与以下一些方面：
1.隔声、隔热材料：1998年德国Dresden技术大学开发了木棉-毛复合隔热保暖建筑材料，试验证明比单独的毛纤维隔热材料有更好的吸声性和热滞留性；
2.浮力材料：美国佛罗里达海岸警卫队对木棉、PVC、PE等材料填充的救生衣进行了实际试试验，结果表明，木棉救生衣的破损失效率低于其它救生衣；
3.轻质内衣面料：利用木棉纤维薄壁大中空结构形成的大量静止空气，来获得良好的保暖性，用于制造保暖内衣。主要集中于木棉纤维的可纺性以及混纺纱线性能和织物性能的研究。
虽然木棉纤维是一种具有许多出众性能的纯天然纤维，但长期来木棉纤维上染率低、可用染料品种单一的染色缺陷无法得到有效解决。而对于木棉纤维染色性能的研究在国内外未见有报道。因此，木棉纤维的应用领域主要局限在产业用纺织品以及填充絮料方面，在服饰用纺织品领域的应用几乎为零。由此可见，木棉纤维上染率低、可用染料品种单一等染色缺陷严重阻碍了其产品的开发。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种木棉纤维改性剂的组成选择、合成方法及其对提高木棉纤维上染率的应用工艺。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种提高木棉纤维上染率的改性剂，其特征在于，该改性剂的原料为胺类化合物及卤代烷基化合物，胺类化合物及卤代烷基化合物的摩尔比为1∶(1～1.5)。
所述的胺类化合物为二乙烯三胺、十二/十四叔胺、三甲胺或二甲胺中的一种或几种。
所述的卤代烷基化合物为环氧氯丙烷或γ-氯烷基甲氧基硅烷中的一种。
一种提高木棉纤维上染率的改性剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：将胺类化合物溶于蒸馏水中，向其中滴加硫酸，调节溶液的pH值为7，然后升温至65～75℃，再向其中滴加烷基化合物，控制滴加时间为30～45min，再保温反应3～4h，即得到淡黄色改性剂。
所述的硫酸的滴加时间为30～45min。
一种提高木棉纤维上染率的改性剂的应用，其特征在于，将改性剂配制成改性溶液，调节改性溶液的pH值为8～13，再将木棉纤维浸渍于改性溶液中，控制浴比为1∶(30～50)，改性溶液的温度为40～80℃，浸渍时间为20～40min，再将木棉纤维取出烘干，即得到改性的木棉纤维，对改性的木棉纤维进行染色。
所述的改性溶液中改性剂的浓度为8～20wt％。
与现有技术相比，本发明能够有效提高活性染料对木棉纤维的上染率，使用本发明制备得到的改性剂对木棉纤维进行改性后，染料的上染率可高达85～97％，从而便于木棉纤维在服饰用领域的产品开发。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种提高活性染料对木棉纤维上染率的改性剂，以十二/十四叔胺及环氧氯丙烷为原料，其中，十二/十四叔胺为55kg，环氧氯丙烷为24kg。
将十二/十四叔胺溶于蒸馏水中，向其中滴加硫酸，控制硫酸的滴加时间为30min，调节溶液的pH值为7，然后升温至70℃，再向其中滴加环氧氯丙烷，控制滴加时间为30min，然后保温反应3h，即得到淡黄色改性剂。
将改性剂配制成改性溶液，控制改性剂的浓度为8wt％，调节改性溶液的pH值为8，再将木棉纤维浸渍于改性溶液中，控制浴比为1∶30，改性溶液的温度为50℃，浸渍时间为30min，再将木棉纤维取出烘干，即得到改性的木棉纤维。然后利用活性染料汽巴克隆FN-R蓝1％(owf)对改性的木棉纤维进行染色，染色工艺如下所示：将改性的木棉纤维浸入汽巴克隆FN-R蓝中，控制浸渍时间为15min，然后加入NaCl，控制NaCl的浓度为40g/L，继续浸渍15min，再向其中加入纯碱，纯碱的浓度为10g/L，再浸渍30min，将木棉纤维取出烘干，利用残液浓度法测定染料上染率为87％。
实施例2
一种提高活性染料对木棉纤维上染率的改性剂，该改性剂的原料组成与合成步骤与实施例1相同。将改性剂配制成改性溶液，控制改性剂的浓度为12wt％，调节改性溶液的pH值为12，再将木棉纤维浸渍于改性溶液中，控制浴比为1∶30，改性溶液的温度为75℃，浸渍时间为30min，再将木棉纤维取出烘干，即得到改性的木棉纤维。对改性的木棉纤维进行染色处理与实施例1相同。最后利用残液浓度法测定染料上染率为94％。
实施例3
一种提高活性染料对木棉纤维上染率的改性剂，该改性剂的原料组成与合成步骤与实施例1相同。将改性剂配制成改性溶液，控制改性剂的浓度为20wt％，调节改性溶液的pH值为12，再将木棉纤维浸渍于改性溶液中，控制浴比为1∶30，改性溶液的温度为80℃，浸渍时间为30min，再将木棉纤维取出烘干，即得到改性的木棉纤维。对改性的木棉纤维进行染色处理与实施例1相同。最后利用残液浓度法测定染料上染率为97％。
实施例4
一种提高活性染料对木棉纤维上染率的改性剂，采用二乙烯三胺及γ-氯烷基甲氧基硅烷为原料，二乙烯三胺及γ-氯烷基甲氧基硅烷的摩尔比为1∶1。
将二乙烯三胺溶于蒸馏水中，向其中滴加硫酸，控制滴加时间为40min，调节溶液的pH值为7，然后升温至65℃，再向其中滴加γ-氯烷基甲氧基硅烷，控制滴加时间为40min，再保温反应4h，即得到淡黄色改性剂。将改性剂配制成改性溶液，控制改性剂的浓度为10wt％，调节改性溶液的pH值为13，再将木棉纤维浸渍于改性溶液中，控制浴比为1∶50，改性溶液的温度为80℃，浸渍时间为20min，再将木棉纤维取出烘干，即得到改性的木棉纤维，对改性的木棉纤维进行染色即可。
实施例5
一种提高木棉纤维染色率的改性剂，采用三甲胺、二甲胺及γ-氯烷基甲氧基硅烷为原料，三甲胺、二甲胺的混合物与γ-氯烷基甲氧基硅烷的摩尔比为1∶1.2。
将三甲胺与二甲胺的混合物溶于蒸馏水中，向其中滴加硫酸，控制滴加时间为45min，调节溶液的pH值为7，然后升温至75℃，再向其中滴加γ-氯烷基甲氧基硅烷，控制滴加时间为45min，再保温反应4h，即得到淡黄色改性剂。将改性剂配制成改性溶液，控制改性剂的浓度为15wt％，调节改性溶液的pH值为8，再将木棉纤维浸渍于改性溶液中，控制浴比为1∶40，改性溶液的温度为60℃，浸渍时间为30min，再将木棉纤维取出烘干，即得到改性的木棉纤维，对改性的木棉纤维进行染色即可。

Claims (5)

1.一种提高木棉纤维上染率的改性剂，其特征在于，该改性剂的原料为胺类化合物及卤代烷基化合物，胺类化合物及卤代烷基化合物的摩尔比为1∶(1～1.5)；
所述的胺类化合物为二乙烯三胺或十二/十四叔胺中的一种或几种；所述的卤代烷基化合物为环氧氯丙烷或γ-氯烷基甲氧基硅烷中的一种；
改性剂的制备方法包括以下步骤：将胺类化合物溶于蒸馏水中，向其中滴加硫酸，调节溶液的pH值为7，然后升温至65～75℃，再向其中滴加烷基化合物，控制滴加时间为30～45min，再保温反应3～4h，即得到淡黄色改性剂。
2.一种如权利要求1所述的提高木棉纤维上染率的改性剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：将胺类化合物溶于蒸馏水中，向其中滴加硫酸，调节溶液的pH值为7，然后升温至65～75℃，再向其中滴加烷基化合物，控制滴加时间为30～45min，再保温反应3～4h，即得到淡黄色改性剂。
3.根据权利要求2所述的一种提高木棉纤维上染率的改性剂的制备方法，其特征在于，所述的硫酸的滴加时间为30～45min。
4.一种如权利要求1所述的提高木棉纤维上染率的改性剂的应用，其特征在于，将改性剂配制成改性溶液，调节改性溶液的pH值为8～13，再将木棉纤维浸渍于改性溶液中，控制浴比为1∶(30～50)，改性溶液的温度为40～80℃，浸渍时间为20～40min，再将木棉纤维取出烘干，即得到改性的木棉纤维，对改性的木棉纤维进行染色。
5.根据权利要求4所述的一种提高木棉纤维上染率的改性剂的应用，其特征在于，所述的改性溶液中改性剂的浓度为8～20wt％。
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